为了这碗饭,你知道他们付出了多少心血吗?

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民以食为天,食以粮为主。10月16日是第41个世界粮食日,各国政府及民间组织都开展各种宣传与纪念活动,旨在唤起全世界对发展粮食和农业生产的高度重视。

 

在我们丰衣足食的今天,年轻一辈可能想象不到粮食问题一直是困扰各国的长期问题。中国实现“整体能吃饱饭”,也就是近20多年的事。

 

在此致敬置身于粮食研究的科学家们,正是因为他们的不懈努力,才让我们得以实现“禾下乘凉梦”。

 

粮食关乎着国家兴衰

 

正如袁隆平所说:“一粒粮食能救一个国家,也可以绊倒一个国家。”粮食问题关乎着国家兴衰,科技上的竞争风起云涌。

 
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水稻作为人类重要的粮食作物之一,是全世界争相研究的植物。前两次绿色革命,基本上都跟水稻相关。

 

第一次绿色革命,发生在上世纪50年代初,矮秆基因的发现,再辅助于农药和农业机械,提高了粮食产量,从而解决了19个发展中国家粮食自给问题。

 

第二次绿色革命,正是袁老跟他的学生们一起发现了三系雄性不育,后来经过杂交做出了超级杂交水稻。

 

然而,国际上的“水稻之争”远远不止这些……

 

水稻之名

 

水稻是一种古老的作物,原产于中国,后来被传到印度、韩国、日本等地。1993年,中美联合考古队在湖南省发现了世界最早的古栽培稻,距今约14000~18000年。

 

水稻在中国有这么多年的种植历史,水稻的学名却是日本人命名的。1928年,日本农学家加藤茂苞把籼稻命名为印度型稻,把粳稻命名为日本型稻,并在1930年在国际上正式发表了这两个学名。水稻的原产国中国反而跟这两种水稻的名字无关了。

 

中国现代稻作科学主要奠基人丁颖曾提出用籼稻和粳稻的名字换掉印度型稻和日本型稻的名字,但按照国际惯例,已定的学名很难更改。

 
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邮票上的中国现代稻作科学主要奠基人丁颖

 

水稻基因组计划

 

水稻起源于中国,对于我们中华民族来说有着非凡的意义,所以华大于2000年4月启动了水稻基因组计划

 

当时中国的水稻基因组计划,是在跟日本人领导的国际水稻基因组竞争,所以,这是一个国际竞争的任务——它不仅仅是一个科研项目,更像是一场“战役”。

 

中国种植籼稻较多,国人吃的米饭大多是籼稻煮的。华大测的样本正是袁隆平杂交水稻的父本,希望这次测序能找出水稻产量相关基因。

 

而水稻在日本也是重要粮食作物,日本科学家早在1991年就已经启动了水稻(粳稻)基因组项目,他们研究的是日本人喜欢的粳稻,这种稻米适合用来做寿司,又称“寿司米”,测序样本是日本粳稻品种“日本晴”。

 
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粳稻稻米做成的寿司

 

日本人已经先行一步,而且有资金有技术,当时的华大却一穷二白。外有日本竞争,内有资金困境,可谓是举步维艰,但华大水稻基因组项目成员决心不惜一切代价,在水稻研究上胜日本一局,报当年水稻命名权被日本抢走的“一箭之仇”。

 

为了追赶进度,平均一台机器一天检测1100个样品,最高峰时甚至能检测7600个,项目组成员晚班时睡在机房里,每隔三小时起来上一次样;为了节省成本,一些耗材反复使用,并用国产耗材取代昂贵的进口耗材,用人工操作替代部分自动化设备。

 

在如此艰苦的条件下,华大基因终于赶在日本之前出了成果:2001年底,华大基因完成了水稻(籼稻)基因组框架图的绘制,并免费公布数据库;2002年4月,Science杂志以封面文章的形式报道了这项工作。

 

Science杂志的封面图是中国云南的哈尼梯田,山地上层层叠叠的稻田极具民族特色。

 
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米已成炊

 

水稻基因组研究被中国拔得头筹后,日本的基因测序项目因为这次的竞争失败一蹶不振。日本学者很是不爽,在Nature杂志发了篇评论文章,主题是“饭要煮熟”,声称华大的水稻基因组框架图还有很多不完善之处,如果把水稻基因组框架图比作一锅饭,那它就是一锅没有煮熟的夹生饭。

 

面对日本人的质疑,华大基因果断用实际行动“怼”了回去。

 

2005年,华大基因把绘制完善的水稻精细框架图以封面文章的形式发表在PLoS Biology上。这张封面图是华大特地设计的,画面是一个穿红衣的小孩抱着一大锅煮熟的米饭,他身边也有一碗饭。意思是水稻基因组框架图已经足够完美,生米已经煮成熟饭,再煮就要糊了。

 

而且华大将这一大锅饭献给全人类(免费公开水稻基因组数据),自己只吃一小碗即可。值得一提的是,图中的出镜模特是一位华大员工的孩子,从文章到封面图都是made in BGI。

 
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《Nature》中的两个汉字

 

2011年9月,华大基因和中国农业科学院、国际水稻研究所共同启动“全球3000份水稻核心种质资源重测序计划”,对3010种亚洲稻进行了重测序,并在2018年4月把研究结果发表在Nature杂志上。

 

在这篇文章里,研究人员没有采用日本的命名法,而是用了籼稻(Xian)和粳稻(Geng)的名字,结果投稿后Nature杂志社审稿审了将近两年,审稿人说这命名方法跟主流命名不一样,Nature编辑排版的时候说,要把这两个汉字去掉。

 

但研究人员坚持用这个命名方法,他们跟审稿人讲述中国历史,讲中国古代文献里关于籼稻和粳稻的描写,讲丁颖先生的论文。水稻不仅在中国有悠久历史,分析结果也显示部分样本是起源于中国, 所以应该尊重传统文化和生物学客观事实,把“籼”、“粳”这两个字印在文章上,纠正日本人当年的错误。

 

Nature是世界一流的学术杂志,编辑有很高的话语权,投稿人往往很被动。研究团队敢跟Nature杂志社叫板,坚持自己的意见,底气在于这个研究非常有价值,是全球最大的动植物重测序项目,影响力很大。还有一个重要原因是,现在中国的国家实力上去了,文化、科技等软实力也上去了,其他国家无法再轻视中国

 

最后,Nature杂志社终于同意刊登这两个汉字,但Nature是一本英文杂志,排版系统不支持汉字,后来只能以图片的形式插入了这两个汉字。

 
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《Nature》文章中的两个汉字

 

从二十世纪三十年代起,丁颖等科学家就希望把水稻的两个亚种命名为籼稻和粳稻,但是一直没能改过来,如今这两个汉字终于刊登在Nature上。这不仅意味着Nature首次出现了汉字,更意味着当年“印度型稻”和“日本型稻”的命名得到了纠正,具有重大的历史意义。另外,今后如果有中国人发表文章需要用到汉字,也能有例可依。

 

一碗再常见不过的白米饭,背后是中国人上万年的水稻种植史和中国科学家的数十年的努力。当你捧起这碗米饭的时候,是否感受到了蕴藏其中的历史和智慧了呢?

 

本文转载自公众号:华大基因

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